Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Грузберг, Я. Ю. Судовые парогенераторы учебник

.pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.11 Mб
Скачать

ПРИЛОЖ ЕНИЕ 1

П Р И М Е Р Н Ы Й Р А С Ч Е Т С У Д О В О Г О О Д Н О П Р О Т О Ч Н О Г О П А Р О Г Е Н Е Р А Т О Р А

С Е С Т Е С Т В Е Н Н О Й Ц И Р К У Л Я Ц И Е Й

А . З а д а н и е

Выполнить тепловой расчет водотрубного парогенератора при следующих основных его показателях на номинальной нагрузке:

Паропроизводительность, кг/с:

 

 

полная DK ..............................................................................................

 

 

7,23

в том числе количествоохлажденного

пара Doxл ..........................

0,48

Давление, МН/м2:

 

 

 

рабочее, в коллекторе парогенератора

р к ...................................

4,8

за стопорным клапаном

р пе ..........................................................

 

4,5

Температура, °С:

 

 

 

перегретого пара t n e ..............................................................................

 

 

490

охлажденного пара іо

х л ......................................................................

 

285

питательной воды на входе в водяной экономайзер /п. в . . . .

170

Коэффициент полезного действия г)к, % ...................................................

 

93

Топливо .........................................................................................................

 

 

Мазут

 

 

 

М40

Элементарный состав и теплота сгорания мазута марки М40:

1. Расчетный элементарный состав рабочей массы мазута М40 (взят из примера перерасчета, приведенного в §24), %:

Углерод

Водород

Сера

Кислород

Азот

Зола

Вода

С?

HP

SP

о р

NP

дР

\ у р

Л

84,7

10,84

0,58

0,39

0,29

0,2

3,0

2. Расчетная низшая

теплота

сгорания мазута

М40 (взята

из

приведенного

в § 24 примера расчета по формуле Менделеева) QP = 39780ІО3

Дж/кг.

168

 

 

 

Т а б л и ц а I

 

Б . Т епловой

расч ет

 

О пределение о б ъ е м а и п ар ц и ал ьн ы х

д авлен и й продуктов сгоран и я

Величина

Расчетная формула или способ

Числовое

 

определения

значение

Теоретическое количество воз­ духа на 1 кг топлива, м3/кг:

сухого ѴцУХ

влажного Ѵ%л

Коэффициент избытка воздуха а

Влагосодержание воздуха d, г/кг

Действительное количество воздуха на 1 кг топлива Ѵд, м3/кг

Объем, м3/кг:

трехатомных газов

двухатомных » KRa

водяных паров Кн о

продуктов сгорания (суммарный) Уг

углекислого газа Ѵсоа

Парциальное давление трех­ атомных газов, МН/м2:

углекислого газа р с

водяных паров р Нзо

суммарное р п

0,089СР + 0,265НР + + 0,033 (S p - O p)

1/'ух(1 +0,0016d)

Выбираем

Принимаем

аУ зл

0,0186 (Ср + 0 ,368Sp)

0,21 (а — 1) Кдух + 0,79aVQyx + NP

1,25-100

1

9НР +

Wp 1

0,804

 

100

 

+

0,0016adFoyX

F r CX +

^Rs +

^H X )

 

 

cP

 

 

1,86 —

 

 

 

100

о

 

c? p

 

 

 

^

 

o .i

Vh2°

 

 

Fr

 

PcOj + Рң,о

10,41

10,58

1,15

10

12,14

1,58

9,78

1,44

12,80

1,58

0,0125

0,0113

0,0238

169

Т а б л и ц а II

 

 

О пределение эн та л ьп и и

ды м о вы х газо в

 

 

 

 

Трехатомные газы

Двухатомные газы

Водяные пары

 

 

 

 

о

 

 

 

 

6

 

 

Л °с

 

« и

s

 

 

ъ,

 

i --

2 Vct,

 

'S

Ti

£

 

10;i-Д ж /кг

 

о *

 

о *

 

 

Ott

pjtt

 

 

 

 

СЙЧ

*t=t

Xtj.

 

 

 

 

S 2

Ctfi

« i

S E

 

 

 

 

s» 2

^

2

 

 

 

100

170

269

130

1272

150,5

217

 

1758

200

357

565

261

2550

304

438

3553

300

559

883

393

3846

463

666

5395

400

772

1220

528

5166

626

902

7288

500

994

1571

665

6514

795

1145

9230

600

1225

1936

807

7892

969

1395

11

223

700

1462

2310

951

9301

1149

1654

13 265

800

1705

2684

1097

10 730

1334

1922

15 336

900

1952

3085

1246

12

186

1526

2198

17 469

1000

2204

3482

1397

13 664

1723

2481

19 626

1100

2458

3884

1550

15

157

1925

2772

21

813

1200

2717

4281

1704

16 668

2132

3070

24

019

1300

2977

4703

1860

18

189

2344

3375

26

267

1400

3239

5118

2017

19

726

2559

3685

28

529

1500

3503

5535

2175

21

271

2769

3987

30

793

1600

3769

5955

2339

22 877

3002

4323

33

155

1700

4036

6377

2494

24 392

3223

4641

35

410

1800

4305

6801

2654

25 959

3458

4980

37

740

1900

4573

7225

2816

27

540

3690

5314

40 079

2000

4844

7654

2978

29

121

3926

5653

42

428

2100

5116

8133

3142

30

729

4162

5993

44

855

2200

5386

8511

3304

32

313

4402

6229

47 053

Т а б л и ц а III

П р ед вар и тел ьн ы й

теп ловой б ал ан с и определени е

р асх о д а

то п л и в а

Величина

Расчетная формула или

способ

Числовое

определения

 

значение

Низшая теплота

сгорания

339СР + 1255НР — 109 X

39 780-ІО3

топлива Qp, Дж/кг

 

X (Ор — Sp) — 25 (9НР + W p)

 

Коэффициент полезного дей­

Задано

93

ствия Т]п , %

 

 

 

 

Потери теплоты, %:

 

 

от химической

неполноты

Выбираем

0,3

сгорания

q3

 

 

 

во внешнюю среду д5

»

1,2

с уходящими газами д2

100 (г|п -f- q3 -f- qb)

5,5

Температура воздуха, ° С:

 

 

холодного t x . в

 

Выбираем

30

горячего

і г, в

 

 

165

170

 

П р о д о л ж е н и е т а б л . I l l

Величина

Расчетная формула или способ

Числовое

определения

значение

 

Теплоемкость воздуха,

Дж/(кг-°С):

ХОЛОДНОГО Сх . в

горячего сг- в

Теоретическое количество воздуха на 1 кг топлива ѴдЛ, м3/кг

Коэффициент избытка воз­ духа а

Количество теплоты, вноси­ мой воздухом, Дж/кг:

холодным в воздухоподо­ греватель Qx. в

горячим в топку Qr. в

Температура топлива /т, ГС

Теплоемкость топлива сх, Дж/ (кг-°С)

Теплота, вносимая в топку топливом QT, Дж/кг

Энтальпия уходящих газов г'уХ, Дж/кг

Температура уходящих газов

/ух, °С

Паропроизводительность парогенератора, кг/с

полная D K

в том числе охлажденного пара Л0хл

Энтальпия пара, Дж/кг перегретого /пе

охлажденного /0хл

Температура питательной воды /п. в, ° С

Энтальпия питательной воды «п. в, Дж/кг

Расход топлива, кг/с:

определяемый по общей формуле В

расчетный 5 р

Полезное тепловыделение в топке Qb. t, Дж/кг

Из табл. 3

 

 

 

1319

»

 

 

 

 

1327

»

I

 

 

 

10,58

»

 

 

 

 

1,15

 

“ У оЧ . »'к. в

 

 

482-103

 

 

 

 

 

« ^ о Ч .в 'г .в

 

 

2666-103

 

 

 

95

Выбираем

 

 

 

»

 

 

 

 

1,97-ІО3

 

С'р

 

 

187-ІО3

.

Q2 “Ь Qx. в 4- Qt

 

 

2857-ІО3

Из диаграммы

і t

 

 

165

Задано

 

 

 

 

7,23

»

 

 

 

 

0,48

Из таблицы водяного пара по р т

и

3420-103

^пе

 

 

 

 

2900-ІО3

То же по р пе и і 0х л

 

 

Задано

 

 

 

 

170

Из таблицы водяного пара

по

р к

722-ІО3

и /п. в =

170° С

 

 

 

 

Л к (/пе

(*п. в)

/?охл О'пе

г'охл)

0,517

 

^ioQS

 

 

 

 

 

 

 

Вр —в

 

 

0,517

QH 100| ^ ?3

+ Qr-B +

QT

 

42 514-103

 

100

 

 

 

 

171

Т а б л и ц а I V

О пределение о сн о вн ы х к о н стр у к ти в н ы х эл ем ен то в топ ки п ар о ген ер ато р а

Величина

Расчетная формула

Числовое

или способ определения

значение

 

Тепловая нагрузка топочного объема q v , вт/м3

Объем топки Ѵт, м3

Длина топки L T, м

Площадь стен топочного фронта FT. ф, м2

Производительность одной форсунки В ф, кг/с

Число форсунок на фронте п

Площадь сечения фурмы /, м2

Диаметр отверстия фурмы гіф, мм Наименьшее расстояние, мм:

от оси форсунки до оси труб первого ряда конвективного пучка R t

до оси труб экрана R 2

Средняя длина труб, освещенных излуче-

нием, м:

 

 

первого

пучка

 

экрана

 

Лучевоспринимающая

поверхность на-

грева # л, м2

 

Полная площадь стен

F cr, м2

Степень экранирования топки ф

Эффективная толщина излучающего слоя пламени s, м

Выбираем

ЯѴ

Ѵ Х

ѴТ

L T

Принимаем

в Р

™ѵ%лв ф

w

V 1,27/- ІО3

0 ,5гіф + 500

0,5гіф + 400

По эскизу парогенера­ тора

То же

(^1 + э) L T

Н л 2FT. ф

Я л

Fст

Ѵт

3,6 т

В ст

930-103

22,3

2,82

7,9

0,086

6

0,045

240

620

520

4,95

6,25

31,6

47,4

0,666

1,7

172

 

 

Т а б л и ц а V

 

Р асч ет теплооб м ена в

топке

 

Величина

Расчетная формула

Числовое

или

способ определения

значение

 

Расчетный расход топлива Вр, кг/с

Полезное тепловыделение в топке QB. т, Дж/кг

Лучевоспринимающая поверхность Н л , м2

Степень экранирования топлива ф

Эффективная толщина излучающего слоя пламени s, м

Коэффициент сохранения тепла ф

Температура, ° С:

горения (теоретическая) /теор, ° С

газов за топкой t 3 т

Коэффициент ослабления лучей топочной средой k

Сила поглощения топочной среды kp s, м-МН/м2

Степень черноты среды а

Поправочный коэффициент ß

Эффективная степень черноты факела Пф

Условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности нагрева |

Произведение ф |

Степень черноты топки ат

Тепловое напряжение лучевоспринимающей поверхности нагрева qn, Вт/м2

Расчетная температура газов на выходе из топки /З.т, °С

Расчетная энтальпия газов на выходе из топки г'з.т, Дж/кг

Тепловой поток, переданный в топке

<2л, Вт

Из табл.

111

 

0,517

 

»

 

 

42 514-10s

 

»

IV

 

31,6

 

»

 

 

0,666

 

»

 

 

1,7

 

 

т

 

 

 

1

100

0,988

 

 

 

Из диаграммы і t

2020

ПО Q b. т =

*теор

 

Принимаем

ориенти­

1300

ровочно

 

 

 

1,6

і3 т + 273

2,02

3'

 

0,5

 

1000

 

 

kps (р =

0,1 МН/м2)

0,344

 

2 _е—іоkps

0,968

Принимаем

 

0,75

 

 

ßa

 

0,73

Принимаем

 

0,9

 

 

 

 

0,6

Из номограммы

0,67

(рис. 62) по йф и !ф

 

 

B PQB. т

 

775-ІО3

 

І Н л

 

 

 

 

Из номограммы

1310

(рис. 63) по /хе0р,

 

 

ат и фл

 

Из диаграммы і t

26 600-ІО3

 

Bp (Qb. t

*"з. т) ф

8,2-10«

173

Т а б л и ц а VI

Расчет теплообмена в первом испарительном пучке труб

Величина

Наружный диаметр трубы d a , м

Шаг труб, м:

поперечный t x

продольный t 2

поперечный относительный сг1

продольный относительный ст2

Расчетная формула

Числовое

или способ определения

значение

Принимаем

0,0445

»

0,075

 

0,060

h

1,69

d H

 

^2

1,35

 

Расчетная длина, м:

труб /х

топки L x

Число труб в ряду zx

Количество рядов труб z2

Поверхность нагрева труб Я х, м2

Площадь живого сечения для прохода газов Кь м2

Коэффициент сохранения тепла <р

Расчетная температура газов на выходе из топки t 3. т , ° С

Расчетная энтальпия газов на выходе из топки і 3. т , Д ж /кг

Температура газов на выходе из расчетного пучка труб t , ° С

Энтальпия газов на выходе из рас-

четного пучка

труб і х, Д ж /кг

Мощность теплового потока, отдан-

ная газами Qp

В т - ІО6

Температура кипения воды в парогенераторе при рабочем давлении

U , ° с

Средняя температура потока газов /пот. ° С

Средний секундный объем газов

У сек. м3/с

Из

эскиза

парогенератора

4,95

 

Из

табл.

IV

 

 

2,82

 

 

 

 

 

 

 

39

 

 

 

Х

+

І

 

 

 

 

Принимаем

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

108

 

 

[7-т

d u ( z i - 1 ) ]

k

5,4

 

Из табл. V

 

 

0,988

 

»

 

 

 

 

1310

 

 

»

 

 

 

26 600-ІО3

Принимаем три

значения

1000

 

 

 

 

 

 

 

900,

800

Из диаграммы

і t

 

19 626-ІО3

 

 

 

 

 

 

17 469

103

 

 

 

 

 

 

15 336-103

 

 

£ р (*3- Т

н )

Ф

3,5;

4,6

 

 

 

 

 

 

5,7

 

Из

таблицы водяного

пара

261

 

по р к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 ( t 3, х +

/ х)

 

1155

 

 

 

 

 

 

 

1105

 

 

 

 

 

 

 

1055

 

 

о

і/

7Пот +

273

 

34,6

 

 

 

 

273

 

 

 

 

 

 

33,4

 

 

 

 

 

 

 

32,2

 

174

Величина

Средняя скорость газов w r , м/с

Коэффициент загрязнения поверх­ ности нагрева 8, м2-°С /В т

Поправочные коэффициенты:

на количество рядов труб с г

на относительные шаги с ѣ

на изменение физических харак­ теристик Сф

Коэффициент теплоотдачи конвек­ цией, Вт/(м2-г -°С ):

из номограммы а „

расчетный а к

Коэффициент омывания со

Температура загрязненной стенки труб tCT, ° С

Эффективная толщина излучаю­ щего слоя S, м

Суммарное

парциальное давление

трехатомных

газов р п , М Н /м а

Произведение

p ns ,

м -М Н /м 2

Коэффициент

ослабления

лучей

трехатомными

газами

k r

 

Сила поглощения

газового

потока

k p s , м -М Н /м 2

 

 

 

Степень черноты газового потока а

Коэффициент, учитывающий темпе­ ратурный режим сГ

 

 

 

П р о д о л ж е н и е т а б л .

VI

 

 

Расчетная

формула

Числовое

 

или

способ определения

значение

 

 

 

 

V сек

 

6,4;

6,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f l

 

 

5,95

Принимаем

 

 

0,0069

Из

номограммы (рис. 65)

0,88

 

»

 

 

»

 

»

1,16

То же по гпот

и р На0

1,01

 

 

 

 

 

 

 

1,01

 

 

 

 

 

 

 

1,01

Из номограммы (рис. 65)

55

 

по

w r ,

d n

 

 

 

53,9

 

 

 

 

 

 

 

52,5

 

 

 

 

 

 

 

56,6

 

 

 

 

 

 

 

55,5

 

 

 

 

 

 

 

54

 

Выбираем

 

 

0,75

 

 

 

t s

 

Q 1

483

 

 

 

+ e — -

 

 

 

 

 

H i

555

 

 

 

 

 

 

 

626

da

1,87 f

 

— -4,1

0,070

 

 

 

\

du

 

d H j

 

 

Из табл.

I

 

 

0,0238

 

 

 

PnS

 

 

0,0017

Из номограммы (рис. 67)

3,4

по

р

s ,

р „

п и

f

пот

3,6

 

* n

г н 2и

 

3,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k rp ns

 

0,0058

 

 

 

 

 

 

 

0,0061

 

 

 

 

 

 

 

0,0064

 

 

 

1 _ g—10kps

0,057

 

 

 

 

 

 

 

0,06

 

 

 

 

 

 

 

0,063

Из номограммы (рис. 68)

0,975

ПО /пот Иt CT

 

 

0,965

 

 

 

 

 

 

 

0,960

175

Величина

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, Вт/ (м2-°С):

из номограммы а н

расчетный ссл

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке a t , Вт/(м2-°С)

Коэффициент теплопередачи k x ,

Вт/ (м2 °С)

Температурный напор Д/ь °С

Мощность теплового потока, воспринятая поверхностью нагрева Q(,

Вт - 10«

Расчетная тепловая мощность, пере-

данная в расчетном пучке Ql t

Вт10е

Расчетная температура газов за рас-

четным пучком

Д,

° С

 

Расчетная энтальпия

газов

за рас-

четным пучком

і ,

Д ж

/кг

 

П р о д о л ж е н и е т а б л . VI

Расчетная формула

Числовое

или способ определения

значение

Из номограммы (рис. 68)

290

ПО ?П0Т И ^ст

 

295

 

 

305

ССңClCj'

 

16

 

 

17,2

 

 

18,4

( ü a K -f- а л

58,5

 

 

58,7

 

 

58,9

« l

 

41,6

 

 

1 —j—

 

41,8

 

 

42

Дt e Д^м

 

875,820

 

 

2 , 3 1 g ^

 

770

 

 

Ы и

 

 

К H i M i

 

3,93

 

3,7

 

 

 

 

3,49

Графической интерполяцией

3,9

»

»

954

Из диаграммы і

t п о Д

18 600-103

Т а б л и ц а VI I

Расчет теплообмена в пароперегревателе

Величина

Энтальпия пара, Д ж /кг:

сухого насыщенного і "

влажного і’х

перегретого гПе

Мощность теплового потока, необхо­ димая для перегрева пара по заданной температуре Q n e , В т - 10«

Расчетная формула

Числовое

или способ определения

значение

Из

таблицы водяного пара

2796Ю3

по рк = 4,8 М Н /м 2

 

 

1

\ — х

2780-ІО3

 

-------------- г

 

 

100

 

Из

табл.

I I I

3420-ІО3

 

D K (ine Іх)

4,64

176

Величина

Энтальпия газов, Д ж /кг:

перед пароперегревателем і г

за пароперегревателем /3, п

Температура газов °С:

перед пароперегревателем t t

за пароперегревателем 13. п

Средняя температура пара / п , °С

Средний температурный

напор

/пе, °С

 

Диаметр труб, м:

наружный dH

внутренний dBH

Шаг труб:

поперечный / х, м

продольный /2, м

поперечный относительный ох

продольный относительный а 2

Расчетная длина петли Іпе, м

Поперечный размер газохода L ne, м

Количество петель в одном ряду zx

Площадь живого сечения для про-

хода газов

F n e , м2

 

 

Средняя

температура газового

по­

тока /пот»

С

 

 

Средняя скорость газового

потока

ш г , м/с

 

 

 

Коэффициент омывания со

 

 

Поправочные коэффициенты:

 

 

на количество рядов труб

сг

 

на относительные шаги c s

 

 

на физические свойства газов

Сф

П р о д о л ж е н и е т а б л . VI I

Расчетная

формула

Числовое

или способ определения

значение

Из табл. V I

 

 

18 6 0 0 -Ю 3

11

 

Qne

9 5 0 0 - ІО3

 

<pßp

 

 

 

Из табл. V I

 

 

954

Из диаграммы і — t

520

0,5 (/s +

/ Пе)

375

Д /б

 

Д /м

314

 

 

 

 

2 ,3 1 g

4

^

 

 

 

Д /м

 

Выбираем

 

 

 

0,025

 

 

 

 

0,020

 

 

 

 

0,040

 

 

 

 

0,040

 

к

 

 

1,6

 

d a

 

 

 

 

 

к

 

 

1,6

 

d H

 

 

 

 

Из эскиза

парогенератора

7 ,8

L ne

~

 

2,82

іп е

 

+ і

72

 

/ і

 

 

 

[ L n e - d

H (г1 - 1 ) ] - ^ -

4,07

 

 

 

2

 

0,5(/і + /3.п)

737

ß p V p

/ n o r + 273

5,98

 

 

 

273

F n e

 

 

 

Выбираем

 

 

 

0 ,9 8

Из номограммы (рис. 65)

0,9 7 5

То же по Ор и сг2

1,02

То же / Пот и р Н 20

1,0

7 я. Ю. Грузберг

177

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ